人体微生态系统.ppt

人体微生态系统 人体凡与外界接触或与外界相通的部位皆有微生物存在 一般认为 一个人自打出生以后约1 2小时即可以从其体内分离出细菌 一个健康的成年人机体由1013个细胞组成 而与人体共生的细菌数则达1014个 亦即人体携带的细菌相当于人体细胞数的10倍 这些细菌坚定的寄居在人的皮肤 外耳道 口腔 呼吸道 鼻腔 咽喉及扁桃体部位 眼结膜 胃肠道 阴道等器官中 在长期的进化过程中和人体形成了共生关系 与人体形成了独特的生理组合 他们与人体每时每刻都进行着大量的化学和生物学活动 并无声无息的与人体和外环境维持着动态的生理性微生态平衡系统 在正常条件下 这个系统处于动态平衡状态 一方面对宿主有利 能辅助宿主进行某些生理过程 另一方面对寄居的微生物有利 使之保持一定的微生物群落组合 维持其生长与繁殖 如果这个微生态系统失调 人体就会产生疾病 微生态学研究发现 在以上人体部位的微生态系统中 肠道是一组庞大的最重要的微生态系统 不但层次复杂 微生物群 生物流量也相当庞大 现在已经清楚的知道 人体携带的微生物主要在肠道 占人体总微生物的78 68 排除粪便重量的1 3 2 5是微生物 而且90 以上是活的 人体肠道中存在着多达120种以上微生物 细菌数量高达100万亿个 重约1 2公斤 它是人体主要的微生态系 肠道正常菌群可以分三类 一是致病 既有害菌 包括葡萄球菌 变形杆菌 假单胞菌产气荚膜梭菌和梭状芽孢杆菌等腐败菌 腐败菌在将氨基酸分解时会产生出氨 胺 硫化氢 吲哚 酚类等有害物质 这些有害物质组成了 内毒素 极易引起肠粘膜破坏 诱发感染和肿瘤发生 影响脏器功能等多发面的治病作是一起人体健康受到危害的主要原因之一 在微生态平衡时 这些细菌数量少 处于劣势 不足以致病 但也是人体微生态的组成部分 如果人体微生态失衡 有害菌的数量超过了正常水平时则可以引起人体发病 二是共生菌的益生菌 主要包括双歧杆菌 类杆菌 优杆菌和消化球菌等 肠道中的这些对宿主有益而无害的益生菌类主要是专 性厌氧菌 它们是唯一既不产生内毒素 也不产生外毒素 无致病性 并对人体有许多重要生理功能的微生物 它们数量巨大 在人的整个生命期内恒定存在 人体微生态在正常情况时 肠道菌群保持微生态平衡 发挥其有益于机体的作用 这时这些益生菌除具有抑制有害菌生长 生物拮抗及免疫作用外 能通过自身的代谢 活动产生或促进营养物质的吸收 促使有害物质的排泄以抗衰老 还能通过自身的代谢 产生大量的有机酸 分泌蛋白质等活动 阻止有害菌及外来致病菌的侵害 维持肠道菌群平衡等生理作用 在患病或滥用抗生素 环境污染 生活方式不合理 情绪紧张 压力大或较长期不合理饮食 手术 疾病或衰老等因素发生时 微生态平衡会被干扰而发生紊乱 使正常的菌群结构 种类 数量发生变化 出现微生态失调 从而致疾病发生 三是条件性有害菌 包括大肠杆菌 链球菌和韦荣球菌等 这些细菌能产生毒素 促进老化 极具投机性 是典型的两面派 有生理作用和致病作用两方面 在一定条件下 微生态失调情况下 对人体有害 但在一般情况下 对人体稍微有点好处 既具有潜在有害性 近年来随着医学 微生态学的发展 人们已经清楚的了解到双歧杆菌 bacillusbifidus 是人和某些动物不可缺少的共生性的益生菌中的代表性正常微生物群 而大肠杆菌则是介于致病于非致病的条件性有害菌中的代表性正常微生 物群 在数量上 双歧杆菌是大肠杆菌的1000倍以上 作为人体肠道菌群中的主要益生菌 双歧杆菌于机体健康密切相关 它具有营养 免疫 合成维生素 润肠通便 改善肝功能 生物拮抗 抗衰老 抑癌 降血脂等功能 促进双歧杆菌的生长 保持其在肠道微生物群中优势菌的地位 对维持机体健康意义重大 认识双歧杆菌双歧杆菌是1899年由法国的巴斯德研究所的HenrgTissier博士首先从健康的母乳喂养婴儿的粪便中分离出的一种外形轻度弯曲 末端有分叉的细菌 并将其命名为双歧杆菌 人刚出生时肠道是无菌的 新生儿从母亲体中分娩出生的过程中 细菌即可以从阴道和外环境 来自母亲的肠菌群 安一定的时间顺序在新生儿的体内粘附定植 构成了原籍菌群 肠道的免疫功能的产生依赖于原籍菌群 当微生物菌群在新生儿期发展并延续整个生命的时候 微生物于宿主免疫系统的相互作用也开始了 经过长期发现 双歧杆菌是人体肠道中原籍菌群中最主要的益生菌 在长期的进化过程已和人类结成了极其重要的共生关系 已成为对人类整个生命有益的肠细菌 双歧杆菌对人的益生性作用在于生物学屏障 合成多种维生素 通过抑制有害的腐败菌在肠道中生长减少内毒素以减轻肝 肾负担 通过排除内毒素 控制内毒素血症 预防和治疗与抗生素有关的腹泻 激活免疫细胞 增强机体免疫 抗肿瘤 预防癌变 抗感染 抗衰老等作用 是肠道微生态系统是否平衡的核心 对维持人体健康至关重要 肠道中的双歧杆菌占据优势时 肠道微生态即处于平衡的状态 如果这个优势下降或消失 就会导致微生态平衡的破坏 即为生态失衡 人体内如果微生态不平衡 肠蠕动过快就会出现腹泻 脱水 肠蠕动过慢就会出现便秘 排泄不畅 大量的内毒素就会通过肠道吸收 毒害人的各种器官 使出现各种病状 甚至于死人 如果益生菌在肠道中占了主导地位 条件性有害菌就会显示益生作用 在肠道益生菌中 其中双歧杆菌的数量占80 以上 它直接影响着人体的生长 发育 消化 吸收 健康和长寿 我国科学家研究发现在对列为世界5个长寿之乡之一的广西巴马瑶族自治县 10万人的调查中 其中100岁以上的老寿星就有69人 90 100岁的高寿老人有226人 80 90岁 的老人就有1764人 检测他们肠道中的双歧杆菌的数量高达108 1010个 远远高于一般人 比普通年轻飞行员肠道中的双歧杆菌数量还高出几十倍 这是一个令人瞩目的重要长寿因素 研究认为 氧自由基攻击细胞膜上的不饱和脂肪酸 产生过氧化物侵犯体内的核酸 蛋白质和酶 会引起一系列对细胞具有破坏性的连锁反应 这就是衰老进程 双歧杆菌能消除人体代谢过程中产生的过氧化物自由基和过氧化脂质 从而发挥抗衰老作用 有关专家认为 假如成年人体内双歧杆菌数能保持在出生一周内母乳喂养婴儿的水平 约1016个 则可望人类的平均寿命能够延长到140岁 因此 现代医学表明 人体内双歧杆菌数量的多少 是衡量人们是否健康的依据 一个婴儿诞生之后1 2小时 双歧杆菌就可以在肠道中出现 从此与宿主终生相伴且发挥着关键的生理作用 不过它会随着年龄的推移 数量会不断发生变化 刚出生的婴儿所排泄出来的胎便通常是无菌的 但5 7天后婴儿大肠内的双歧杆菌即成为优势菌群 数量上可占全部菌群的95 100 而婴儿断奶以后 其肠内菌群即接近于成人 成人的肠内菌群中类杆菌 厌氧链球菌等厌氧菌为优势菌而双歧杆菌减少直至占总菌数的10 左右 直到中年均大致保持一个恒定的水平 当进入老年期时 双歧杆 菌进一步减少至1 甚至有些个体完全不能检出 此时 与此相反产气荚膜梭菌 韦荣球菌 大肠杆菌等腐败菌的检出率和菌数显著的增加 它们大量的产出内毒素促进产生肿瘤 发生癌变和加速宿主的机体老化 另外 随着抗生素不合理的使用 不合理的饮食 精神压力 疾病 外伤 手术 不洁的饮水 农药残留和环境污染等因素均会引起肠道菌群失调 特别是随着人体本身的衰老而引起自稳定机制机能下降使这些因素的作用将会更加显著 微生态失调 导致使人体定植抗力下降 导致体内营养合成减少 免疫力会显著下降 体内有害物质增多 肝肾功能受损 是人体产生内源性或外源性感 染 器质性病变及各类癌症疾病的一个重要原因 弄清楚了随着人们年龄的增长 体内双歧杆菌的数量随之减少 同时人们的身体健康也失去了微生物保护屏障的规律 因此科学家又提出了一个新的表达体质状况的健康指标 这就是将人肠道内双歧杆菌所占比例称为 肠道年龄 并得出结论 人的 肠道年龄 年青 人的生理状况就年青 有活力 反之 人的 肠道年龄 衰老 人的生理状况就衰退 极易患病 一般体身正常的人的 肠道年龄 与其生理年龄相差得并不大 但是近年来 随着我国社会经济的发展变化 人们的膳食结构也发生了很大的变化 很多人倾向于较为精致的肉类 脂肪类食物 膳食纤维摄入过少 滥用抗生素及广谱抗生素 不洁饮用水 环境污染加之生活节奏变快 精神压力加大 使身心状态失衡 作 息没有规律 生活方式不合理 情感生活质量下降 人际关系紧张等因素 导致许多人的 肠道年龄 有不同状况的提前衰老 有很多年轻人的 肠道年龄 近年来有明显老化的趋势 即二 三十岁的年龄 其 肠道年龄 已经呈五 六十岁了 极易导致现代生活病的发生 这从目前医院接诊病人中因便秘 腹泻 结肠炎 免疫功能下降等就诊患者年龄年轻化趋势就能看出一斑 所以设法增殖人体肠道内的双歧杆菌等有益菌 维护人体肠道微生态平衡就显得格外地重要 双歧杆菌和双歧种植因子通过长期大量的科学研究 人们终于证实了双歧杆菌是人类及其某些动物肠道内100多种细菌中队机体的健康最有促进作用的代表益生菌 肠道内双歧杆菌的存在对人体健康有重大意义 当人体处于健康状态时 以双歧杆菌为代表的益生菌即占优势 而随着人的年龄增大或健康受损时 人体肠道内的双歧杆菌会减少至消失 亦即 使双歧杆菌在肠道内保持优势菌群是使 肠道年龄 年轻化的关键因素 人们便开始想法设法努力调整增加人体内的这种有益菌 使其菌群处于优势地位 以对人体的健康起到维护和保障作用 人们通过努力真也生产出了一些含活菌的双歧杆菌产品 比较著名的产品有 三株口服液 丽珠肠乐 生命源口服液 肠益生 培菲康等 也出现了含双歧杆菌的 双歧酸奶 双歧饮料 等 在这些产品面市的最初阶段 人们果然看到了在与没有服用这些产品的人的对照观察的结果 即 这些含有双歧杆菌活菌体的产品对人体均有良好的治疗和保健作用 但是不久 人们还是发现了这些产品存在的不足 由于双歧杆菌对酸的抵抗力较低 食用双歧杆菌活菌体以后 在通过胃部时 这些双歧杆菌活菌受到了残酷的考验 它们在胃酸 正常人胃酸的PH值在2 3范围 而双歧杆菌在通过胃酸条件下仅能存活0 2 以下 的蹂躏下 这些服下的双歧杆菌绝大部分失活 即使少量的双歧杆菌通过了胃酸的考验 到达肠道时 作为外源性的双歧杆菌在体内也不能很好的较长时间的定植下来 同时遗憾的发现 双歧杆菌作为厌氧菌生命力十分脆弱 它们对有氧条件非常地敏感 对温度 PH值 水分等条件要求十分严格 这些条件稍不合适就会大量死亡 导致了对工业生产工艺及条件要求十分严格 即使顺利的生产出来了 在产品剂型 运输 保存及保存期限等方面又有较大的困难 另辟蹊径吧 人们又开始想 如果能找到无毒害 可食用 含有可以促进人体肠道内原籍双歧杆菌生长繁殖的物质或制品 双歧因子 不就能够找回上述遗憾和防止上述遗憾的发生并弥补上述缺陷了吗 人们又经过长时间大量的探索实验 功夫不负有心人 人们终于找到并证实了这样的物质 这就是功能性低聚糖 功能性低聚糖正具有无毒 不能被人和动物体消化吸收 而服用以后能独特的选择性促进肠道内双歧杆菌大量地繁殖的特性 它能抑制有害菌的增长 从而增强了机体的免疫能力 因此功能性低聚糖就成了公认的双歧增殖因子 低聚糖和功能性低聚糖及其作用低聚糖 Oligosaccharides 也叫寡糖 是指由2 10个单糖经脱水缩合由糖苷键链形成的具有直链和支链的低度聚糖类总称 根据单糖组分不同 一般把低聚糖分为两类 由一种单糖结合而成的低聚糖成为均低聚糖 由两种或两种以上单糖结合而成的低聚糖称之为杂低聚糖 根据低聚糖的生物学功能又可将其分为普通低聚糖和对人和动物具有生理活性的功能性低聚糖两大类 蔗糖 麦芽糖 海藻糖 环糊精及麦芽低聚糖等属于普通低聚糖 它们可以被人的消化系统消化吸收 产生能量 而功能性低聚糖则是指对人体具有特殊的生理学功能 特别是不被人体胃酸 胃酶降解 不能被小肠吸收 可以直接以低聚糖原型进入大肠 能选择性的促进人体内双歧杆菌的增殖 有益于肠健康的一 类低聚糖 是公认的双歧杆菌增殖因子 功能性低聚糖的特殊功能已引起了广泛的重视 随着各种酶的发现和生物提取 分离技术的进步 国际上对于功能性低聚糖的研究及应用近几年来有了飞速发展 其应用范围不断拓展 目前 以高新科技为背景的新型功能性低聚糖的开发应用已成为生物工程技术领域研究的热点之一 1 功能性低聚糖的生理功能简单来说 功能性低聚糖已被科学验证具有以下功能 1 促进双歧杆菌增殖 抑制肠道内有害菌的生长繁殖 即双歧因子的作用 2 减少肠内有毒发酵产物及有害细菌酶的作用 3 预防和治疗便秘和腹泻 4 清除内毒素 减轻肝 肾负担 保护肝 肾功能 5 降低血清胆固醇 6 降低高血压作用 7 增强免疫功能 具有防癌抗癌作用 8 抗衰老作用 9 促进双歧杆菌合成多种维生素 叶酸 烟酸等营养物质 10 具有水溶性膳食纤维的作用 11 促进钙 铁 Mg P等微量元素的吸收 12 抑制炎症的发生 由于功能性低聚糖以上的特殊功能 从而已被应用在食品 保健医药 化工 农业生产 饲料工业等领域 具有十分广泛的开发前景 2 功能性低聚糖的种类由于功能性低聚糖是由2 10相同或不相同的单糖 以糖苷链聚合